教科版科学六年级上册《二 形状与结构8用纸造一座桥》教学设计2.docx

教科版科学六年级上册《二 形状与结构8用纸造一座桥》教学设计2.docx

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教科版科学六年级上册《二形状与结构8用纸造一座桥》教学设计2

做纸船

单元活动

建议课时

年级

涉及学科

1课时

三年级

（上）

科学与技术

实验区

活动二：

自选纸材料制作小船

2课时

科学与技术

实验区

活动三：

收集身边各种各样的纸

课后拓展

科学与技术

交流区

【单元概述】

“桥”是常见建筑，是人类适合自然环境和满足自身需求的产物。

本单元以“搭纸桥”作为任务驱动，引导学生了解关于“桥”的相关知识。

本单元由四个课堂活动组成。

首先，学生收集各种桥梁的资料实行分享，感悟桥梁建筑的多样性和桥梁建设的发展对改善生活的重要作用。

其次，对“桥”的基本结构理解，分别通过：

“材料”、“结构”这两个方面来指导学生面、桥墩和引桥实行探究。

最后，作为单元的拓展活动，学生利用身边废旧材料设计制作一座桥梁模型，即丰富了学生对桥梁的认知，又激发了学生深入了解的愿望。

学生生在实行本单元学习活动过程中，通过观察、思考、交流、实验、探究、展示评价等一系列活动，对桥梁实行全面的探索。

通过自己动手实践，了解桥梁的结构及其作用；通过探究，体验纸桥承重与桥面形状和桥墩结构的关系，培养了实验水平和判断归纳概括水平。

促动学生感悟在建筑技术中，材料的选择与应用及结构的合理构建的重要性。

并能通过本单元的活动培养学生初步的空间构想与设计水平，并能在合作活动中培养组织协调、合理分配任务的整体活动水平。

【单元目标】

1、收集各种各样的“桥”的资料，以主题的形式实行信息分享“桥”的相关知识，了解各种各样的桥梁及其特点。

2、理解“桥”的基本结构。

3、对桥面形状实行研究，测试不同形状桥面的承重本领。

4、通过制作和测试“纸立柱”的承重本领，对桥墩的结构实行研究。

5、能利用测力计实行测量，通过实验分析引桥的作用进而了解斜面的特点。

6、通过本单元的学习，对实验中的变量与定量的理解有一定的基础，为以后的相关实验做准备。

7、会利用身边的材料设计制作桥梁模型。

8、利用收集的资料以及自制的桥梁模型举办一个桥梁博览会。

9、通过自制桥梁模型活动，培养学生初步的建模意识。

并通过该活动为后续的结构方面的内容实行铺垫。

【核心活动方案】

活动一：

理解各种各样的桥

（建议3课时）

[活动名称]理解各种各样的桥

[活动目标]

（1）通过观察、理解桥梁的基本结构。

（2）通过信息手段，收集各种桥梁的相关知识。

（3）以“主题”形式，以“小组”为单位，利用信息手段组织分享的基本材料，并实行有效分享。

（4）学生通过自评与互评，培养学生评价水平。

[活动形式]

活动形式

小组合作

独立操作

教师演示

观察

√

√

实验

制作

设计

√

√

展示

√

√

交流

√

√

讨论

√

评价

√

√

说明：

在符合情况的方框里打“√”。

[活动准备]

网络教室、PPT作品、学习单

[活动范例]

（一）了解桥梁的基本结钩和作用

1、出示一座结构完整的桥梁图片

2、讨论：

桥梁的基本结钩

桥梁主要有哪些部分组成？

3、归纳：

桥梁主要有桥面、桥墩和引桥组成。

4、问题：

桥有什么作用？

5、学生分组讨论

6、小结：

桥是我们生活中一种常见的“建筑”，是人类适合自然环境和满足自身需求的产物。

（二）理解各种各样的桥梁

1、教师出示：

各种各样的一些具有代表性的桥梁

2、学生交流：

自己了解的一种桥梁的相关知识

（三）桥梁相关知识的收集与分享

1、布置要求：

以小组为单位。

以“桥”为主题，选择一个方面实行相关知识的收集，利用信息化的手段实行分享。

2、活动建议：

（1）分析主题。

根据“桥”的主题，能够为：

“形形色色的桥”——对各种造型的桥梁实行介绍；“桥梁的发展史”——对桥的历史实行了解和分享；“中外著名的桥”——介绍一些中国及国外著名的桥梁作品及专家等。

（2）小组分工。

以小组为单位，分工协作。

结合“桥”的主题，组内成员可根据主题的不同角度，通过网络实行分工查找资料、筛选信息、整理制作。

（3）交流分享。

每位成员最终以PPT演示文稿的形式表现关于主题的一个内容。

在交流过程中，组员能够根据自己负责的内容分析实行介绍，也能够推选一位“发言员”实行活动内容的介绍。

3、活动时间：

60分钟

交流时间：

每组3分钟

活动二：

桥面的形状

（建议2课时）

[活动名称]桥面的形状

[活动目标]

（1）根据要求完成桥面制作，并实行桥面承重测试，了解桥面形状和承重的关系。

（2）了解不同桥面的优缺点。

（3）在实验中培养学生小组合作的意识，动手操作的水平和创新与发散性思维。

[活动形式]

活动形式

小组合作

独立操作

教师演示

观察

√

√

实验

√

制作

√

设计

√

展示

√

交流

√

√

讨论

√

评价

√

√

说明：

在符合情况的方框里打“√”。

[活动准备]

卡纸重物（蜡烛、钩码）《赵州桥》视频等

[活动案例]

（一）驱动任务1

1、布置设计和制作要求：

在“河”的两岸，架起一座简易纸桥。

要求桥宽为10cm，跨度为20cm，能承受重物。

限制条件：

不改变纸的形状，不能使用粘合剂或借助其它物品。

2、分组：

根据提供的材料，完成制作

3、实验：

用“茶烛”实行压重测试实验

4、交流：

发现了什么？

5、讨论：

平板桥与石拱桥各有哪些优缺点？

（完成学习单）

6、交流：

平板桥与石拱桥的优缺点。

7、观看：

赵州桥的视频

（二）驱动任务2

1、布置设计和制作要求：

在“河”的两岸，架起一座简易纸桥。

跨度为20cm，能承受50克的重物。

附加条件：

能够改变纸的形状，不能使用粘合剂或借助其它物品。

2、分组：

根据提供的材料，完成制作

3、实验：

用“钩码”实行压重测试实验

4、讨论：

本组的桥面能成收几个钩码？

5、交流：

说明了什么？

6、总结：

桥面的形状有承重相关。

活动三：

纸立柱

（建议1课时）

[活动名称]纸立柱

[活动目标]

（1）知道横截面为三边形、四边形、六边形、圆形等纸立柱与横向承受力之间的关系，即：

横截面形状不同的立柱，承重水平也不同。

（2）能够针对问题，通过实验收集证据，并根据收集到的证据对问题做出合理解释。

（3）知道实验数据是得出科学结论的重要依据，并能尊重证据。

（4）愿意合作与交流；

[活动形式]

活动形式

小组合作

独立操作

教师演示

观察

√

√

实验

√

制作

√

设计

√

展示

√

交流

√

√

讨论

√

评价

√

√

说明：

在符合情况的方框里打“√”。

[活动准备]

同一材质、同一大小的铅画纸若干；同一重量的重物（如50g勾码）若干；

（辅助材料：

同一材质的小垫板若干）

[活动案例]

（一）导入：

1、上节课，我们研究了桥面与承重的关系，谁来说一说，桥面的承重与什么相关？

2、讨论：

对于整座桥来说，承重除了和桥面相关，还与它的哪部分相关？

（桥墩）

3、交流：

（出示立交桥和大桥桥墩图片）

这些桥墩你们熟悉吗？

哪里看到过？

仔细观察这些桥墩的形状，你有什么发现？

或者有什么问题？

为什么绝大部分的桥使用方形和圆柱形来做桥墩呢？

你认为可能跟什么相关？

4、小结：

我们今天这节课要研究的“桥墩的承重力”。

（完整课题）

（二）探究桥墩的形状与承载水平的关系：

1、交流：

既然要研究桥墩，我们能够用什么方法来研究？

（对比实验）

首先要做什么？

做一些形状不同的桥墩。

你们认为桥墩能够做成哪些形状的？

（三角形，四边形、六边形、八边形、圆柱形）

2、介绍：

介绍桥墩的制作。

3、活动：

学生做纸桥墩。

4、讨论：

我们能够怎么验证哪种形状的桥墩承重本领大？

5、思考：

要想知道桥墩的形状与承重力之间有着怎样的关系，避免其它因素的影响，在实验时应该想到什么？

（1）纸张的材料、大小要一样；

（2）桥墩的高度要一样；

（3）承重物要一样；放置时要一盒一盒轻拿轻放；

6、教师指导：

除了刚才大家所想到的几点，老师还希望你们在实验时注意这四点要求，能做好的小组就在相对应的空格内打上一颗星，希望每组都能得到四颗星。

（出示评价表）

小组成员是否人人参与

数据是否据实填写

实验用具是否收拾整洁

是否影响到他人活动

☆

☆

☆

☆

7、各小组实行实验测试桥墩的承重力。

组织学生汇报实验结果，教师用实物投影汇总：

纸筒形状

1组

2组

3组

4组

5组

6组

三角形

四边形

六边形

圆形

8、思考：

仔细观察数据大家有什么发现？

9、小结：

（幻灯片出示）不同形状的桥墩，承重力也不同。

活动四：

长长的引桥

（建议1课时）

[活动名称]长长的引桥

[活动目标]

（1）通过讨论，交流桥梁引桥的作用。

（2）通过“牵引小车上引桥”实验，探究斜面的作用。

（3）通过观察思考，了解斜面结构的应用。

[活动形式]

活动形式

小组合作

独立操作

教师演示

观察

√

√

实验

√

制作

√

设计

√

展示

√

交流

√

√

讨论

√

评价

√

√

说明：

在符合情况的方框里打“√”。

[活动准备]

相同高度不同长度的引桥模型、小车、测力计。

各种斜面应用的图片资料。

[活动案例]

（一）小车上“引桥”用力测试

1、问题：

在不同坡度的引桥上行走会有什么感觉？

2、讨论：

人们又长又平缓的引桥的好处

3、实验：

在相同高度、不同坡度、长度的“引桥”上用测力计牵引小车，比较用力的大小。

4、反复测试，收集整理数据并分析，得出结论。

（二）斜面的应用

1、观看：

斜面应用的视频资料。

2、拓展：

讨论生活中其他应用到斜面的例子。

3、讨论：

斜面的角度与斜面长度之间的关系。

【练习和作业】

练习：

见《导学单》

作业：

作业：

搭一座纸桥

（课后拓展）

[活动要求]

1、利用身边的各种纸质材料搭建一座纸桥，要求结构完整、合理。

2、桥的长度：

不小于20cm，不大于30cm

桥的高度：

大高于20cm

3、制作能够以个人为单位，也能够小组合作完成，合作人数不能超过2人。

4、完成时间：

课后操作，完成后交至任课老师处。

[评价标准]

结构完整

材料符合

尺寸合理

外形美观

制作工艺

结果

☆

☆

☆

☆

☆

☆☆☆☆☆

【评价示例】

示例一：

小组实验活动评价表

小组成员是否

都参与活动

活动中是否

有组员影响到他人

实验数据是否

据实填写

实验用具是否

收拾整洁

〇是〇否

〇是〇否

〇是〇否

〇是〇否

评价方法：

1、根据小组成员的表现情况据实评价。

2、获得4个“是”，小组成员每人获得2枚“铅笔章”。

获得3个“是”，小组成员每人获得1枚“铅笔章”。

其他结果不得章。

我的获章记录

示例二：

搭一座纸桥活动

结构完整

材料符合

尺寸合理

外形美观

制作工艺

结果

☆

☆

☆

☆

☆

☆☆☆☆☆

评价方法：

该评价一共有5项内容，每一项内容对应一颗星。

如果该评价内容符合条件，能够给予相对应的“☆”。

评价等第：

“☆☆☆☆☆”为优秀、“☆☆☆☆”为良好、“☆☆☆”合格、“☆☆☆”以下为需努力。

【课程资源】

第一座桥

公元35年东汉光武帝时，在今宜昌和宜都之间，出现了架设在长江上的第一座浮桥。

建于1706年的沪定铁索桥跨长约100m，宽约2．8M，由13条锚固于两岸的铁链组成,1935年中国工农红军长征途中经渡此桥，由此更加闻名。

灌县的安澜竹索桥建于1803年，是世界上最著名的竹索桥，全长34O余米，分8孔，最大跨径约61m，全桥由细竹蔑编粗五寸的24根竹索组成，其中桥面索和扶挡索各半。

在秦汉时期，我国已广泛修建石粱桥。

世界上现在是保存着的最长、工程最艰巨的石粱桥，就是我国于1053一1059年在福建泉州建造的万安桥，也称洛阳桥，此桥长达800米，共47孔，位于“波涛汹涌，水深不可址”的海口江面上。

此桥以磐石铺遍桥位底，是近代筏形基础的开端，并且独具匠心地用养殖海生牡蛎的方法胶固桥基使成整体，此也是世界上绝无仅有的造桥方法，近千年前就能在这种艰难复杂的水文条件下建成如此的长桥，实是中华桥梁史上一次勇敢的突破。

1240年建造的福建潭州虎渡桥，也是最令人惊奇的一座粱式大桥，此桥总长约335m，某些石粱长达23．7m，沿宽度用三根石粱组成，每根宽1．7m，高1．9m，重达200多吨，该桥一直保存至今”历史记载，这些巨大石梁桥是利用潮水涨落浮运建设的，足见我国古代加工和安装桥梁的技术何等高超。

我国古代石拱桥的杰出代表是举世闻名的河北省赵县的赵州桥（又称安济桥），该桥在隋大业初年（公元605年左右）为九年义务教育《科12李春所创建，是一座空腹式的圆弧形石拱桥，净跨37m,宽9m，拱失高度7．23m，在拱圈两肩各设有二个跨度不等的腹拱，这样既能减轻桥身自重，节省材料，又便于排洪、增加美观，赵州桥的设计构思和工艺的精巧，不但在我国古桥是首屈一指，据世界桥梁的考证，像这样的敞肩拱桥，欧洲到１９世纪中叶才出现，比我国晚了一千二百多年，赵州桥的雕刻艺术，包括栏板、望柱和锁口石等，其上狮象龙兽形态逼真，琢工的精致秀丽，不愧为文物宝库中的艺术珍品，我国石拱桥的建造技术在明朝时曾流传到日本等国，促动了与世界各国人民的文化交流并增进了友谊。

1957年，第一座长江大桥——武汉长江大桥的胜利建成，结束了我国万里长江无桥的状况，从此“一桥飞架南北，天堑变通途”，桥的正桥为三联3X128m的连续钢桁粱，双线铁路上层公路桥面宽１８m，两侧各设2．２５m人行道，包括引桥在内全桥总长1670．４物，大型钢梁的制造和架设、深水管柱基础的施工等，对发展我国现代桥染技术开创了新路。

1969年胜利建成了举世瞩目的南京长江大桥，这是我国自行设计、制造、施工，并使用国产高强钢材的现代大型桥梁，正桥除北岸第一孔为128m简支钢桁粱外，其余为9孔3联，每联为3xl60m的连续钢桁粱。

上层是公路桥面，下层为双线铁路，包括引桥在内，铁路部分全长6772m，公路部分为4589m，桥址处水深流急，河床地，质极为复杂桥墩基础的施工非常困难。

南京长江大桥的建成显示出我国的建桥事业已达到了世界先进水平，也是我国桥梁史又一个重要标志。

斜拉桥

第二次世界大战后，德国为了修复被战争破碎的桥梁，需要比较简单而经济的桥式，就在悬索桥基础上发展了新型的斜拉桥。

斜拉桥也叫斜拉吊桥，主要由桥梁、钢索和桥墩上的塔架三部分组成。

桥梁除了有桥墩支承外，还被钢索拉着。

这种钢索预先就给桥梁一定的拉力，车辆通过后，桥梁的受力就大大减小。

所以，经过调整钢索中的预拉力，可使桥梁受力均匀合理，而桥梁的高度降低，自重减轻。

斜拉桥根据纵向斜缆布置有辐射、扇形、竖琴形、星形等多种形式。

第一座近代斜拉桥是德国人设计的瑞典斯特罗姆海湾桥，桥跨度为18.26米。

1993年，我国独创地采用纵横梁预应力结构，建造成上海杨浦大桥，跨度为602米，成了世界上跨度最大的斜拉桥之一。

悬索桥

悬索桥是在桥身两端桥墩上建两座桥塔，让桥身悬挂在两根缆索上，就像大渡河上的铁索桥一样。

缆索由数千条比钢琴琴弦稍粗的钢丝绞成，一端支承在桥塔上，另一端则锚定在岸上坚固的岩层中。

悬索桥的跨度能够做得很大，像美国旧金山的金门桥，跨度有1280米。

桥面上来往的车辆和行人的重量主要由两个钢索承担。

为了使悬索桥比较刚硬，还在建筑上采用一些特殊结构，然后将桥梁用吊杆挂在缆索上。

高架桥

现代城市交通已向“地下天上”发展。

“入地”的是地铁和越江、越海峡隧道，“上天”的就是高架道路。

高架路是用一系列柱子架起来的空中道路，人称“空中马路”。

最简单的高架路是人行天桥，建筑在繁华之地的路口，方便行人，保证车辆安全通行。

在行人和车辆十分拥挤、两旁人行道又很狭窄的商业中心，为节约空间，建筑师们还将天桥和沿街两旁的二楼商场连接起来，利用商店楼梯来上下天桥。

上海的南京路与西藏路交叉处，就有一座这样的“高架路”。

高架路能够长达几公里，成为名副其实的“空中马路”。

广州人民路至六二三路的高架路，全长约7公里，它高于地面7米多。

这条路宽达11米，除对开两条车道外，还有一条备用车道。

沿线有13条上下车的叉道，与主要交叉口连成一气，桥上没有红绿灯。

高架路因为限制行人通行，交叉路口少，使车辆能保持较高的速度，所以，全线汽车通过水平比一般道路大得多。

高架路和地铁相比，工程简单，造价和维护费用低。

它的结构有点像火车站的月台，采用两边大飘板设计，既美观，有利用于采光和通风；道路两侧边缘设计了独特的花槽，绿树红花，汽车在高架路上奔驰好像行驶在公园一样，使司机精神振奋，注意力集中。

道路旁又设置了防撞栏杆，能够挡住汽车越轨。

石拱桥

当前世界上跨度最大的石拱桥是1946年瑞典建成的绥依纳松特桥，跨度为155m。

世界上第一座具有钢筋混凝土主梁的斜拉桥，是1925年在西班牙修建跨越但波尔河的水道桥，主跨为60．35m。

西班牙的卢纳巴里奥斯桥，跨径达440m，采用了双面辐射形密索布置，为当前世界上14跨径最大的预应力混凝土斜拉桥。

香港青马大桥横跨青马湾海峡，与香港新机场相连，耗资9．15亿美元。

该桥跨度为1377m。

名列世界第五，与江阴长江大桥是“姐妹桥”。

日本明石海峡桥，横跨日本内海，使日本神户与淡路岛紧紧相连。

这座大桥全长3190M，中央跨度1990m将于1998年竣工。

它能够承受里氏8．5级地震，是世界第一的悬索桥。

华夏第一桥——江阴长江公路大桥，是我国“八五”规划的“两纵两横”国道主干线中沿海主骨架的跨江工程，是当前中国第一、世界第四大跨径钢悬索桥。

大桥由桥塔、主缆、锚旋和钢箱梁等主要部件组成。

大桥全长3071米，主跨1385米；桥面宽33．8米，双向六车道，设计车速100公里／小时；通航净空为50米，可通行五万吨级巴拿马型散货轮。

江阴长江公路大桥的两根主索，各长2400多米，直径近1米，每根重1．4万多吨，主索用127根直径5．3毫米的钢丝搅成索，再由169股钢索组成主索。

主桥每边有85个吊杆，每个吊杆2根，用以连结主索和桥面。

两岸索塔标高为196．236米，相当于65层搂高。

北塔基长43．5米，宽73．5米，下有123根近90米长的基础桩。

北锚的混凝土陈井平面长69米，宽51米（面积相当于一片足球场大）。

沉入地面58米，被称为世界第一大沉井。

江阴长江大桥于1994年11月22日正式开工，1999年10月1日胜利通车，名列“中国第一，世界第四”。

中国的桥梁专家介绍

茅以升是我国著名的桥梁学家、教育家、社会活动家。

他主持设计的钱塘江大桥，是我国第一座由中国人自己设计建造的铁路公路两用桥；他还参加了新中国第一座现代化的大桥——武汉长江大桥的建造。

茅以升早年留学美国，其博士论文《框架结构的次应力》的科学创见，被称为“茅氏定律”。

1921年，他回到祖国怀抱。

三十年代，茅以升在钱塘江大桥工程技术上的成就曾令国外同行对中国的桥梁建筑工程师刮目相看。

五十年代，在武汉长江大桥建设过程中，茅以升担任由20多位中外专家组成的技术顾问委员会的主任委员，解决了武汉长江大桥建设中的14个难题。

1959年，在首都“十大建筑”的建设中，茅以升担任人民大会堂结构审查组组长，为这个历史性的重大建筑贡献了自己的技术、经验和智慧。

他是中国近代桥梁工程学的重要奠基人。

作为一名教育家，茅以升在教育界工作的20余年中当过5所学校的教授、两个大学的校长、两个学院的院长。

他积极倡导科普教育，编写了《桥话》、《中国石拱桥》等大量的科普文章。

梅旸春，江西省南昌市人。

生于1900年12月1日，卒于1962年5月12日。

早年聪颖，在南昌中学毕业后考入北京清华大学土木系，后又入电机系加读两年，1923年毕业，派赴美深造。

入美国普渡大学机械系学习，获硕士学位。

但其志愿却在桥梁事业，1925年参加美国费城桥梁公司工作。

因其工作勤奋且有成绩，网球运动亦甚出色而被误认为日本人。

梅旸春深以为耻，决心以自己的业绩建立起中国的伟大形象。

1928年回国，在南昌工业专门学校任教。

与黄宗珍女士邂逅并结成终身伴侣。

后来毕生转战于全国江河之上，建设桥梁，成为卓越的桥梁专家。

冯泉钧，男，1936年3月生。

江苏无锡人。

1956年毕业于南京建筑工程学校工民建专业。

同年分配在建工部第三工程局任技术员，1962年后在无锡桥梁工程公司工作，曾先后担任技术科科长、副经理、总工程师等职。

现任沂淮高速公路GB标总工程师。

1998年被评为教授级高级工程师，1988年被评为江苏省有突出贡献的中青年专家。

1992年享受特殊津贴。

冯泉钧同志自64年开始，一直从事桥梁设计、科研和施工工作，完成了多项科研项目，并有六项获奖，在桥梁建设中持续探索采用新工艺并取得了成功。

六十年代，他参与设计和研究的“公路双曲拱桥”因为用料省、造价低、结构坚固、施工简便、外形美观而迅速风靡全国，“公路双曲拱桥”获1987年全国科学大会奖。

1970年，他在“702”连拱防爆试验的科研项目中，为解决连拱“一孔被炸，邻拱不塌”的关键难题，提出了卓有创见的设计方案，受到了交通部嘉奖。

八十年代，他参加研究的“钢筋混凝土刚架拱桥”、“软地基拱桥台水平位移顶推调整的施工工艺”，“钢筋混凝土肋腋板”等科研项目，均获得了交通部重大科研成果奖和优秀科技成果奖。

1984年，冯泉钧先后参加设计粘土软地基上百米跨径刚架拱桥－－金城桥、金匮桥、下甸桥，均取得了成功，得到了国内桥梁专家的高度评价。

冯泉钧同志还具体负责了建造11座跨越京杭运河的大桥质量和技术管理工作。

在施工中，他参与试验的几种施工新方法，均获成功，使建成的11座桥全部被评为优良工程，并获得良好经济效益。

1994年、1995年他又负责了在省内最大钢管砼系杆拱桥－－苏州斜港桥、国内最大的中承式转体施工桥－－苏州坛丘桥的施工建设。

1998年在淮江高速公路K6标的建设中，北澄子河特大桥主跨50米长142吨重的T梁安装是关键部位，冯泉钧同志组织制订了省内首创、国内领先的双浮吊抬吊新工艺完成了这项省内最大预制构件的安装任务，受到专家们的赞誉。

冯泉钧同志现任无锡市公路学会副秘书长。

他撰写的30余篇论文先后在国内外刊物和会议上发表，其中《拱桥无支架施工时拱助稳定计算》、《系杆拱桥纵向稳定实用计算》、《钢管混凝土系杆拱桥设计》、《钢管混凝土系杆拱桥的无支架施工》分